Как проплыть в библиотеку?

Подводная навигация — одна из первых и самых сложных дисциплин, которые приходится изучать каждому дайверу. Умение постоянно контролировать свое местоположение и выходить на требуемую точку является критическим навыком, от которого зависит безопасность человека под водой. Навигация по визуальным ориентирам возможна далеко не всегда, поэтому основным инструментом, особенно в условиях ограниченной видимости, выступает обычный компас. Он позволяет определять стороны света и плыть по азимуту, а чтобы приблизительно оценить пройденное расстояние, дайверы считают махи ластами. Если вам случалось плутать на незнакомом дайв-сайте, то, рассказывая об этом друзьям, вы наверняка сетовали, что еще никто не придумал подводный GPS-навигатор.

На самом деле, системы подводной навигации существуют уже давно, но лишь несколько лет назад появилась сравнительно доступная по стоимости и несложная в эксплуатации система RedWAVE, которую разработала отечественная «Лаборатория подводной связи и навигации». RedWAVE адресована не только профессиональным водолазам, но также дайверам-любителям, и является длиннобазисной системой, в которой элементы пеленгационной антенны разнесены и располагаются независимо друг от друга.

Как это работает?

Основу RedWAVE составляют четыре компактных поверхностных буя, принимающих сигналы спутников GNSS (GPS, GLONASS, Beidou; в будущем добавится Galileo) и транслирующие под водой собственный акустический сигнал, выступая в роли «базовых станций» (или тех же спутников) для неограниченного числа пользовательских приемников.

Перед началом погружения необходимо развернуть систему — заякорить буи, например, по периметру дайв-сайта, на расстоянии не более 700 м друг от друга. При этом расположить их необходимо в форме произвольного выпуклого четырех-угольника: это может быть квадрат, трапеция, ромб или неправильная фигура — главное, чтобы буи не стояли в линию. Энергетически их передатчики способны транслировать сигнал на расстояние до 3 км, но если увеличить дистанцию между буями, то возникают зоны, где разделенные по времени сигналы от разных буев приходят на приемники с перекрытием, снижая точность определения координат. Важно отметить, что на приемниках RedWAVE отображаются абсолютные географические координаты — такие же, как мы привыкли получать на туристических, автомобильных и морских навигаторах.

Буи оснащены свинцовыми аккумуляторами, которые обеспечивают их непрерывную работу в течение 20 часов при температуре от 0 до +20 °C. Разумеется, в зависимости от температуры окружающей среды емкость батарей меняется, но разработчики учли это и указали время работы с запасом. Конструкция буев такова, что они не требуют специального обслуживания: необходимо только опреснять их после использования в морской воде (как и прочее водолазное снаряжение), а также контролировать состояние резиновых уплотнителей, которые желательно менять каждые два года.

Одним из немногих ограничений RedWAVE является невозможность работы в условиях сильного течения, которое не только способно утащить сравнительно легкие буи (плавучесть 1 кг, осадка 1,5 м) под воду, но и создает допплеровский эффект. Если среда между передатчиком и приемником движется со скоростью 2 м/с (3,9 узла) и более, то система перестает работать, поскольку из-за комплекса физических факторов, включая гидродинамические шумы, значительно ухудшается прием сигнала. В реальной жизни погружения на столь сильном течении, где требуется навигация, совершаются редко, ведь при такой скорости вода уже срывает маски.

Кроме того, на распространение широкополосного сигнала в толще воды влияет наличие галоклина и термоклина. Поскольку навигационная база у RedWAVE сравнительно небольшая, границы слоев с похожей соленостью и температурой не сильно ухудшают сигнал. Но если речь идет об очень выраженной стратификации, например, в эстуариях, то здесь законы физики обойти не получится.

Прием, прием!

Вторую часть RedWAVE составляют индивидуальные приемники и приборы, на которые выводится навигационная, техническая  и служебная информация. Приемник представляет собой небольшой герметичный цилиндр; он крепится на баллонах или на плече дайвера, чтобы избежать экранирования. Данные от приемника поступают по кабелю в наручный прибор, внешне напоминающий привычный декомпрессиметр. Он оснащен контрастным OLED-дисплеем, имеет интерфейс с крупными читаемыми символами и всего две управляющие кнопки — именно то, что нужно в условиях плохой видимости и высокой операционной нагрузки.

  • Водолазы, выполняющие поисковые работы, предпочитают компоновать приемник, прибор и компас в едином модуле

Как только дайвер начал погружение, приемник активируется (время установки связи с буями составляет 40–120 с) и начинает писать непрерывный трек с частотой раз в секунду, причем отключить эту функцию нельзя. В треке фиксируются абсолютные координаты, время UTC, глубина и температура воды, а объема встроенной памяти хватает на четыре часа. Подобное ограничение может доставить неудобство в серии погружений, когда прибор необходимо сразу передать следующему дайверу (в отличие от персонального декомпрессиметра, тут нет ограничений), но справедливости ради стоит отметить, что можно быстро скопировать записанный трек на компьютер по Bluetooth.

Какую же информацию получает дайвер под водой? Помимо координат (погрешность до метра), на экран прибора выводятся азимут и дистанция до одного из четырех буев, причем между буями можно переключаться, выбирая, скажем, тот, что закреплен на дайвботе и является точкой входа/выхода. Кроме того, есть возможность выбирать предзагруженные путевые точки (до двадцати) и следовать к ним, а также добавлять новые точки прямо во время погружения. Например, если вы обнаружили на дне какой-то артефакт или оставили этапные баллоны, можно добавить маршрутную точку с координатами этого места, чтобы вернуться на нее позже на том же или следующем погружении.

Единственный нюанс: необходимо запомнить или записать на слейт порядковый номер точки, так как по очевидным причинам присвоить ей произвольное имя невозможно. В ходе навигации расчетные данные азимута и расстояния обновляются ежесекундно, поэтому дайверу остается лишь следить за направлением движения по аналоговому компасу, не делая поправку на течение и не считая махи ластами.

Прошивки и софт

«Лаборатория подводной связи и навигации» продолжает усовершенствовать программное обеспечение RedWAVE, и весьма радует тот факт, что пользователи могут самостоятельно обновлять прошивку буев через проприетарную утилиту и специальный кабель. Что касается прошивки приемника, то, по словам разработчиков, за два года в ней были выловлены все баги: сейчас это вполне зрелое решение, которое не требует обновлений, а если они появятся, то установить их также не проблема.

  • Основатели лаборатории Артур Абеленцев (в центре), Александр Дикарев (слева) и Станислав Дмитриев (справа)

Интересно, что программа синхронизации RedWAVE с ПК использует полностью открытый протокол с доступным исходным кодом и документацией, поэтому пользователи могут самостоятельно интегрировать в нее необходимые им функции. Помимо выгрузки трека, она позволяет проводить настройку прибора: задавать ориентацию экрана под нужную руку, указывать соленость (этот параметр влияет на скорость звука и точность определения координат), программировать и скачивать маршрутные точки, а также получать координаты буев. Последние позволяют обнаружить выход дайверов за пределы четырехугольника, а значит, учитывать снижение точности координат в этих зонах и корректировать результаты. Полученные треки сохраняются в распространенном формате, который понимают все популярные GIS-приложения вроде SAS Planet и Google Earth, а случайные выбросы точек минимальны и не превышают 1,5 м, если объект не выходит за пределы буев.

Таможня дает добро

Сталкиваясь с подобными системами, задаешься вопросом легальности их использования и транспортировки. Во-первых, в буях RedWAVE используются сертифицированные, безопасные для авиаперевозок аккумуляторы, и покупатель получает соответствующие документы для предоставления в аэропорту. Во-вторых, RedWAVE является гражданской системой и не подпадает под определение продукции двойного назначения, поэтому экспортные ограничения на российской стороне легко преодолеваются, и при необходимости производители получают для заказчика экспортную лицензию ФСТЭК. Конечно, существуют отдельные юрисдикции, местные законы которых запрещают свободный ввоз такого оборудования, но это скорее исключение из правил. «Лаборатория подводной связи и навигации» успешно экспортирует RedWAVE в Норвегию, Великобританию и США, так как это решение оказалось весьма конкурентоспособным не только на российском, но и на мировом рынке.

Кому и за сколько?

Базовый комплект RedWAVE, включающий четыре буя и один приемник, стоит 790 тыс. руб., а каждый дополнительный приемник обойдется еще в 265 тыс. руб. По сравнению с другими системами с аналогичными возможностями, эти суммы выглядят более чем адекватными. Если оставить за скобками поисково-спасательные службы, ученых и коммерческий сектор, приобретение RedWAVE имеет смысл для людей, увлеченных, например, исследованием рэков, подводной археологией или фотосъемкой. Кажущееся на первый взгляд сложным развертывание системы на деле намного проще: экипаж яхты может спокойно расставить буи перед погружением гостей с помощью тендера, а весь набор занимает на борту не больше места, чем комплект водолазного снаряжения.

Понимая привлекательность эффективной подводной навигации для более широкого круга дайверов, «Лаборатория подводной связи и навигации» разработала упрощенный и более бюджетный вариант «навигатора». Водолазный привод «Восток» включает в себя маяк — небольшой резиновый цилиндр, который достаточно просто опустить в воду с дайвбота, и наручный прибор, позволяющий дайверу выходить на сигнал маяка. Перед погружением прибор синхронизируется с маяком, после чего начинает показывать направление и расстояние до него.

  • Водолазный привод «Восток» состоит из передатчика-маяка и приемника

В отличие от RedWAVE, «Восток» не задействует GNSS, а значит, не может работать с точными координатами, и вместо азимута пользователь руководствуется графическим сектором, который указывает направление на маяк (дальность до 3,5 км). «Восток» также не имеет ограничения по числу «навигаторов», работающих с одним маяком, поэтому таким приводом можно оснащать большую группу пловцов. Достигнув поворотной точки погружения, они могут сразу начать двигаться в сторону судна и потом, если позволяют условия, выполнить необходимые остановки, оставаясь на верном курсе. При правильном планировании и дисциплинированном выполнении спусков подводная навигация такого рода повышает безопасность дайверов и предоставляет им новые возможности.

Текст Антон Черкасов-Нисман Фото «Лаборатория подводной связи и навигации»

Яхты

На палубе Palumbo

Новые для российского рынка бренды суперяхт разных верфей, входящих в один итальянский концерн.

Знания

Заправьте меня солнцем!

Monaco Solar & Energy Boat Challenge, который появился в 2014 году как соревнование университетских команд, становится все более интересным для верфей.

Стиль жизни

В снег за свободой

Холодает, однако... Самое время познакомиться с обновленными моделями Ski-Doo Expedition.
По теме

Слева по борту!

Катер в сантиметрах от столкновения с огромным контейнеровозом. Двигатель заглох прямо посередине фарватера.

Проверено морем

После выставки в Каннах в прошлом году мы искали варианты моторной яхты для хорошего друга. При выборе новой лодки бывает полезно посмотреть, как себя «чувствуют» такие же, но уже походившие по морям. И нам попалась именно такая — траулер Selene 66, у которой за кормой больше 22 тысяч миль!

Лучше лучшего

Существует мнение, что лучшее — враг хорошего, однако появление новой суперяхты Quinta Essentia его полностью опровергает.

В новом облике

Mercedes-Maybach воплощает в G 650 Landaulet (ландоле) новый шедевр автомобилестроения. Вслед за Mercedes-Maybach S Класса и кабриолетом S 650 G Класс с открытым верхом становится первым внедорожником суббренда Mercedes-Maybach.